It is well-known that shadows can significantly enhance depth perception in everyday reality. Shadows provide direct information about spatial relationship and trajectory of objects. VR systems typically do not support shadows, and yet potential applications, especially in the dynamic environment and interactive tasks.
This paper describes an experiment where the effect of dynamic shadows and the change of their size in virtual environment is measured with respect to speed perception. Twelve subjects were given tasks to do in virtual environment. Each subjects carried out fifteen trials in three shadow conditions (absent, constant shadow, size-variant shadow). In order to construct a scale of the perceived speed level, a magnitude estimation method was used and the relationship between the perceived and the actual speed level was expressed in terms of Stevens's power law. The experiment was conclusive with respect to the effect of shadows on speed perception. When the shadow is absent, the results showed that the speed level is generally underestimated and as the speed level increased, so did the amount of underestimation. In the other case, the perceived speed is closer to the actual speed. The relation ship between the perceived and the actual speed level fitted to Stevens's power law very well. When the shadow is eliminated, the exponent is 1.07. Under the constant shadow and size-variant shadow condition, the exponent is 1.06 and 0.97 respectively.
Finally the shadows and properties of light source can be used in perceiving the speed level. The result of this experiment can be applied to the design of virtual environment having scene or object movement.
그림자는 심도와 공간적 위치관계에 대한 직접적인 정보를 제공하는 중요한 암시이다. 그러나 동적 가상환경이나 사용자와 상호작용이 필요한 환경에서는 그림자를 제공하지 않는 경우가 많다.
본 연구에서는 가상환경에서 움직이는 물체의 속도를 인지하는 과제에서 그림자가 미치는 효과에 대해 알아보았다. 12명이 실험에 참가하였고 모든 피실험자는 세가지 그림자조건(그림자가 없는 경우, 그림자의 크기가 일정한 경우, 그림자의 크기가 변하는 경우)에 대해 총 15번의 시행을 실시하였다. 인지된 속도를 측정하기 위해 크기추정법을 사용하였다. 실험결과 그림자는 속도인지에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그림자를 생성하지 않은 경우 속도수준은 전체적으로 과소평가하였으며 그림자가 있는 두 경우에서는 실제속도에 가깝게 속도를 인지하는 것으로 나타났다.
따라서 그림자와 광원의 특성은 정확한 속도인지를 위해 활용될 수 있으며 움직이는 물체를 포함한 가상환경을 설계할 때 유용하게 사용할 수 있을 것이다.
